矿山选矿作业中电气自动化技术的应用及其创新发展

2019-02-10徐小贤

世界有色金属 2019年10期

徐小贤

（江西铜业集团德兴铜矿，江西德兴 334200）

1 我国矿资源开采现状和特点

2 选矿企业中电气自动化技术应用的优势

（1）选矿自动化技术发展概况。20世纪40年代初，我国部分矿山企业率先采用选矿自动化技术，但受限于当时的科学技术的短板，因此选矿自动化技术的推广步履维艰。20世纪50年代，该时期科学技术的发展，促进自动化控制技术的应用，相应的技术也日趋完善，不过其主要依靠模拟仪表的控制技术，运行稳定性方便还不够[1]。20世纪60年代，随着金属检测器、矿浆浓度计、矿浆酸碱度计等新型自动检测仪器的创新应用，矿山企业中自动选矿的效果日益突出。20世纪70年代，自动检测技术展现出了很高的应用价值，同时也得到了矿山企业的高度关注，随后，随着微处理器的快速发展，提出了新的控制思路和策略，推动了选矿自动化向集成化方向发展[2]。

（2）现阶段我国选矿现状。矿产资源是我国最重要的能源之一，其对于保障国家的综合实力以及促进社会经济的稳健发展有着不可替代的作用。据有关部门统计，我国矿产资源总量居世界前列，约5.6万亿吨，但由于我国人口众多，因此人均矿产资源量远低于世界其他国家，而且在矿产资源总量中可开采矿产资源量约为总量的20%。

与发达国家相比，国内专业的矿产加工机构仍然比较稀缺，也逐渐无法满足国内市场的需求。而且，国内矿产企业中非专业人员较多，技术人员的专业技能和综合素质不高，因导致在作业过程中存在着许多安全隐患。其次，许多矿山企业缺乏足够的保护意识，缺乏对矿产资源属于不可再生能源的危机意识；而且矿产加工企业自身也存在着许多污染，特别是一些企业为了节约成本获得经济利益，在节能减排方面做得不到位，导致污染物的泄漏对周围空气和环境污染影响严重。

因此，为了更好地加强电气自动化技术的发展，有必要进行全面的发展，不断提高工作效率，改善不足之处，对于促进我国矿产资料的合理开发有着重要意义。

（1）简化选矿企业的工作流程。由于传统的电气技术工作程序非常复杂，也就是由于机械设备的缺乏，所以许多工作程序需要人工完成。因此，电气自动化技术的应用，有效的改善这一现状，降低了企业的经营过程。

（2）降低人工成本。随着科学时代的发展，社会各界对物质基础的追求日益上涨。然而，当今社会所追求的矿石质量已经超出了过去采矿技术的范畴。为此，矿山企业加大了自动化技术的应用，进入机械时代，尽量用机械代替手工劳动，尽量减少人力资源投入，大大降低了对人员和人数的要求，同时也降低了企业的劳动成本。

（3）提高生产率，并降低了损耗。电气自动化技术的应用，有效的改良了传统电气技术中存在的诸多问题，自动化技术与相应的仪器在生产中的推广应用，有效的提升了矿产资源的生产效率以及提高矿产的质量。然而，地球资源有限，过去肆意开发浪费了大量的有效能源，因此该技术必须能够节约能源，减少浪费。

3 电气自动化技术在选矿过程中的应用

（1）微机继电保护技术。目前，随着社会需求的不断上升，矿山企业开采力度越来越大，电气自动化水平也在不断提高，微机继电保护在矿山企业中得到了广泛的应用。首先，继电保护是基于单片机设备来实现的智能保护技术完成继电保护性能的装置是继电保护装置，主要包括四个步骤：①信号采集；②信号分析；③识别步骤；④影响信号运行。所有程序必须从电力系统中执行，探索每一次事故的原因，采取有效措施解决不同事故的原因，保证自动化措施的有效运行。

（2）电气节能技术的应用。由于矿业企业本身是能源损耗大户，存在着电耗高、节能措施缺乏、节能技术落后等问题。加大电力节能技术的应用，对于进一步提高矿山企业的电力节能技术水平和节能减排具有积极的现实意义。下面就分析其在无功补偿节能方面的应用。

在矿山电力系统中，电网、变压器和部分大功率电动机的正常运行将产生无功功率，给电力线路和变压器造成功率损失。采用无功补偿技术可降低电网和变压器的无功功率。可见，在矿山供电系统和电动机供电系统中配置无功补偿可以提高功率因数，节约能源消耗，为企业节约大量资金，提高经济效益。

（3）电气自动化技术在磨矿过程中运用。磨矿是一门非常复杂工艺，同时也是整个矿石企业生产过程中最重要的一个环节，直接影响着矿石的品质和质量，。现阶段，我国在这一领域取得了不错的成绩，可以有效的结合人工劳动与机械劳动相结合，有效的提高各环节的监督职能，增强程序的稳定性。

（4）电气自动化技术在浮选过程中的运用。目前，浮选工艺仍处于传统技术领域，但对一些选矿企业来说，板阀和锥阀的控制仍然是手动操作，没有过度使用自动化技术。虽然这一环节的技术发展已经取得了一定的进展，但也可以非常精确地控制添加剂的用量，也可以通过机械设备进行远程操作。储罐的位置以及上升液体和气泡的厚度需要由传送器操作。然后利用超声波技术对浮选位置进行测量，以保证浮选位置受超声波技术的控制，从而使搅拌的振动频率降到最低。

4 选矿生产电气自动化控制技术的创新与发展方向

（1）创新方向。选矿过程具有耦合性、不确定性、多变量等特点。电气自动化控制技术在选矿生产中具有创新发展的潜力。根据电气自动化控制技术在选矿生产中的应用，提出了创新发展战略。①硬件创新，朝着简化方便的方向发展，降低气体自动控制硬件的复杂性，提高硬件使用的灵活性，从而减少硬件造成的技术故障，提高硬件操作水平；②软件创新，软件确定了电气自动化控制技术的功能，满足了控制任务。根据选矿生产的需要，设计软件编程，并将其应用于电气自动化控制中。③系统创新，完善电气自动化控制系统，实施控制技术在选矿生产中的应用，通过系统创新提高电气自动化控制水平，完善其在选矿生产中的应用，确保选矿生产的高质量。电气自动化控制系统，满足选矿安全、自动化生产标准。

（2）发展方向。①模型预测控制。针对选矿过程中难以建立精确的数学模型的问题，开发了模型预测控制来解决这一问题，这也是选矿过程中一种重要的自动控制方法。②智能化控制。与常规控制系统相比，该系统更加人性化、智能化。③优化型控制。优化控制系统的主要目的是对集散控制系统的整定值进行优化和控制，也是以最少的资源实现效益最大化为基础，也是今后选矿自动化控制的一个重要方向。